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远景

像加力

通过 罗伯特·弗雷德里克

更新太阳风的理论模型花费了很多年,新的数据和善意。

2020年9月15日

远景 天文学 数学 天体物理学

科学界花了四年时间才接受了基因帕克(Gene Parker)对太阳风的数学描述,太阳风产生的带电粒子流在整个太阳系中扩散。那是世界上第一个行星际飞行任务(NASA的 水手2号)收集了必要的数据以证明Parker的权利。大约60年后,NASA发射了 派克太阳能探头它的第一个任务是以有生命的人的名字命名的,目的是研究如何加速太阳风。借此机会,我采访了帕克,帕克遇到了他的同名航天器并参加了发射(派克,认识派克)。

许多科学家期待这些数据 派克太阳能探头 会聚在一起的人包括Bhimsen Shivamoggi,他在十年前与Parker会面后,受到了Parker的启发,致力于解决太阳风问题。西瓦莫吉(Shivamoggi)是奥兰多中央佛罗里达大学的流体和等离子体物理理论家,他为建立帕克的太阳风工作而努力了多年。就在宣教科学家们提出两个月之前 派克太阳能探头Shivamoggi的最初发现是提交了他的最新研究论文以供发表。探针的发现支持了Shivamoggi的 理论模型,此后不久就被接受发表,并被《美国物理研究所》杂志选为编辑推荐。 等离子体物理。 Shivamoggi说:“我什至没有梦想过数据会在发布时出来。”

NASA / NRL / APL

其中 许多发现 来自任务科学家的数据还显示,太阳的旋转对太阳风的旋转速度的影响比预期的要大得多。根据其中一项 研究人员的论文:

“这些流量超过了每秒几公里的经典速度预测值,对电晕中的环流模型提出了挑战,并质疑我们对恒星如何失去角动量并随着年龄增长而旋转的理解。”

Shivamoggi说:“对我来说很幸运,数据表明我模型中的太阳风同向旋转假设确实很可靠”,并结合了科学家刚刚宣布的高于预期的旋转风速。

Shivamoggi说,从某种意义上说,自然界创造了一种恒星“火箭喷嘴”,通过它加速了太阳风。在典型的 火箭喷嘴,通过喷嘴的气体的亚音速加速度由喷嘴的几何形状驱动。超音速加速度主要由气体的可压缩性驱动。希瓦莫吉说:“这与帕克的恒星火箭喷嘴的想法相反,这是他从未见过的一点。”

Shivamoggi在说服了Parker的观点并考虑做出更正之后,还提出了解决太阳旋转问题的更大问题,而Parker根本没有考虑到这一问题。 Shivamoggi 发现 太阳旋转的影响类似于使火箭喷嘴的喉咙变窄,像加力燃烧器一样提高风速,并使恒星失去角动量。

希瓦莫吉说:“帕克是如此善良,他为我提供了10年的营养,然后在过去的三到四年中,我对他研究的那个著名问题深有体会。”

最后,Shivamoggi说,他最终以一个理论模型感到惊讶,该模型导致了 精确的分析解决方案,这是现代物理学中相对罕见的一种情况,其中数学解决方案可以简洁地捕获问题的整个物理,而不是近似解决方案,或者说是扰动解决方案。 Shivamoggi说:“这是一件完全幸运的事情,这种情况很少发生!”

当然,Shivamoggi在提出其关于太阳风的理论模型时仍然必须做出一些假设和近似。毕竟,还有很多我们还不了解我们的太阳的知识。但是在研究我们太阳的许多工具中, 派克太阳能探头 太阳也将越来越接近太阳 任务 继续。 Shivamoggi已经在考虑更新他的理论模型,以便更好地匹配即将出现的定量数据。

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